Введение к работе
Актуальность темы. Пресные поверхностные воды являются источником питьевой воды. Однако в процессе хозяйственной деятельности они подвергаются загрязнению. В связи с этим необходим постоянный мониторинг состояния водных объектов. Гидрофиты являются компонентами большинства пресноводных экосистем и принимают активное участие во всех процессах, проходящих в водоемах. Водная растительность является первичным звеном аквальных экосистем, для других звеньев служит источником кислорода, пищи, местом обитания (Щербаков, 2004). Огромна водоохранная роль гидрофитов: они извлекают из водной среды и донных отложений биогенные элементы, способны аккумулировать в себе различные загрязнители, снижая воздействие антропогенного загрязнения на окружающую среду (Распопов, 1992).
В результате природных и антропогенных процессов флора различных водоемов и водотоков изменяется. Она нуждается в изучении и охране, а выявление видового состава водных экосистем служит одним из основных инструментов для сохранения биоразнообразия. Изучение растительного покрова водных объектов дает понятие о флорогенезе на данной акватории, а также предполагает возможные тенденции дальнейшей динамики водной флоры и растительности (Щербаков, 1999; Папченков, 2001). Все это определяет актуальность всестороннего изучения флоры водных объектов.
Объект исследования - сосудистые растения водных объектов бассейна Средней Суры.
Предмет исследования - состав, распространение и экологическая приуроченность видов изучаемой флоры, обоснование охраны водных растений бассейна Средней Суры.
Цель и задачи исследования. В настоящее время все большее значение приобретают исследования бассейнов крупных рек как естественных природных выделов. В европейской части России большое внимание уделяется изучению главной водной артерии этой территории - Волги (Волжский бассейн..., 1996; Видение Волги, 2004) и ее главных притоков, а также их бассейнов. Так, в 2006 г. был подведен итог многолетних наблюдений флоры бассейна реки Суры - второго по величине правого притока Волги (Силаева, 2006). Дальнейшие исследования показали, что изучение отдельных экологических групп в составе флоры весьма интересно и дает новые результаты.
Цель работы - изучение сосудистых растений водоемов и водотоков бассейна Средней Суры.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
Выявление видового состава сосудистых растений водоемов и водотоков бассейна Средней Суры.
Составление конспекта флоры с учетом и критическим пересмотром всех материалов, имеющихся в литературе и отечественных гербариях.
Проведение всестороннего анализа изучаемой флоры.
4. Установление путей формирования флоры водных объектов бассейна
Средней Суры и возможных путей ее дальнейшего развития.
5І Выявление редких видов водных сосудистых растений в бассейне Средней Суры и выработка рекомендаций по их охране.
Научная новизна работы. Впервые специально изучена флора водных объектов бассейна Средней Суры. Выявлен ее видовой состав, составлен критический конспект флоры. Впервые дана объективная оценка встречаемости видов в бассейне Средней Суры. Обнаружены новые виды и гибриды сосудистых растений для флор субъектов Российской Федерации: Ranunculus kauffmanii Clerc - для Ульяновской области; Utricularia auslralis A. Br., Potamogeton х babingtonii A. Benn., P. x franconicus Fisch. и P. x serrulaius Opiz - для Республики Мордовия; Juncus nastanthus V. Krecz. et Gontsch. и Ranunculus kauffmanii Clerc - для Пензенской области. Найдены новые местонахождения многих редких видов. Обнаружены новые местонахождения ряда водных и прибрежных растений, занесенных в Красные книги и их приложения Ульяновской, Пензенской областей, республик Мордовии и Чувашии. На 6 видов дополнен список флоры национального парка «Смольный». Проведен подробный анализ флоры. На каждый вид изученной флоры составлена электронная карта на основе сетки Atlas Florae Europaeae, что позволяет позиционировать полученный материал в любые другие карты, проекты и ГИСы.
Практическая значимость работы. Полученные данные могут служить материалом для ведения Красных книг Ульяновской и Пензенской областей, уже использованы для ведения Красной книги Республики Мордовия (2005 - 2008). Результаты исследований вошли в 10-е издание «Флоры...» П. Ф. Маевского (2006). На основании полученных данных 13 видов сосудистых водных растений рекомендованы к включению в основные списки Красных книг Пензенской и Ульяновской областей, республик Мордовия и Чувашия. Проведена оценка состояния сети водных ООПТ, даны рекомендации по ее оптимизации и сохранению популяций редких растений. В процессе исследований были пополнены фонды 4-х федеральных и региональных гербариев, основана гербарная коллекция национального парка «Смольный». Полученные данные используются в учебном процессе в Мордовском госуниверситете им. Н. П. Огарева в курсах «Ботаника», «Экология растений», «Гидроботаника», при проведении полевых практик.
Защищаемые положения.
Состав флоры водных объектов бассейна Средней Суры в целом носит ин-тразональный характер и сходен с таковым других регионов Средней России.
Водный компонент флоры отражает основные тенденции развития флоры в целом. Наблюдается расселение некоторых южных видов на север, сокращение числа популяций редких растений, вселение во флору чужеземных видов.
Охрана популяций редких видов водной флоры основывается на сохранении их местообитаний - водных объектов и примыкающих к ним природных комплексов.
Личное участие автора. Все виды работ по теме диссертации от сбора материала до анализа и обработки результатов осуществлены автором или при его участии.
Апробация работа. Результаты исследований докладывались на научных семинарах кафедры ботаники и физиологии растений Мордовского госуниверситета, на заседаниях Мордовского отделения Русского Ботанического общества (Саранск, 2004 - 2008 гг.), конференциях и совещаниях: Международной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора В. Н. Ржавитина (Саранск, 2004), «Гидроботаника 2005» (Борок, 2005), «Флористические исследования в Средней России» (Тверь, 2006), I (IX) Международной конференции молодых ботаников (Санкт-Петербург, 2006), «Актуальные проблемы естествознания» (Чебок-,
сары, 2006), Любищевских чтениях (Ульяновск, 2008), «Биоразнообразие: Проблемы и перспективы сохранения» (Пенза, 2008), «Проблемы биоэкологи и пути их решения» (Саранск, 2008), «Изучение растительных ресурсов Волжско-Камского края» (Чебоксары, 2008), «Экологические проблемы бассейнов крупных рек - 4» (Тольятти, 2008), «Экосистемы малых рек: биоразнообразие, экология, охрана» (Борок, 2008), «Водные экосистемы: трофические уровни и проблемы поддержания биоразнообразия» (Вологда, 2008), «Актуальные проблемы экологии Волжского бассейна» (Тольятти, 2009), «Актуальные проблемы альгологии, микологии и гидроботаники» (Ташкент, 2009), «Раритеты флоры Волжского бассейна» (Тольятти, 2009) и другие.
Связь работы с научными программами. Исследования выполнялись в рамках научной тематики кафедры ботаники и физиологии растений Мордовского госуниверситета им. Н. П. Огарева. Часть из них выполнена при финансовой поддержке программ «Развитие научного потенциала высшей школы» Минобразования России, «Создание и Ведение Красной книги Республики Мордовия», «Инвентаризация сети особо охраняемых природных территорий Республики Мордовия».
Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 37 работ, в том числе в соавторстве 3 статьи в российских журналах из перечня ВАК и 4 книги.
Структура л объем работы. Работа изложена на 355 страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы (407 наименований, из них 16 на иностранных языках) и 3 приложений, содержит 21 таблицу и 9 рисунков. Приложения: А - основные пункты флористических описаний водных объектов в бассейне Средней Суры; Б - картосхемы распространения видов флоры водоемов и водотоков в бассейне Средней Суры; В - встречаемость водных и прибрежных сосудистых растений в бассейне реки Волги.
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность всем, кто каким-либо образом способствовал выполнению данной работы, в первую очередь, научному руководителю д.б.н. профессору Т. Б. Силаевой и моей семье, помощь и поддержка которых неоценимы. За советы при выполнении диссертации, помощь в определении гербария автор благодарит А. В. Щербакова, В. Г. Папченкова, А. А. Боброва, Е. А. Петрову, А. Г. Лапирова, А. А. Ямашкина; за помощь в проведении полевых исследований - А. Б. Ручина, О. Н. Артаева, В. Н. Варгот, Г. Ф. Гришуткина, Г. Г. Чугунова, В. А. Кузнецова, А. С. Лапшина, А. В. Ботова, Г. А. Максимкина, студентов и магистрантов биологического факультета Мордовского госуниверситета; благодарность автор выражает сотрудникам гербариев.
